Nylig har forskningsgruppen til Hu Lili fra Institutt for avanserte laser- og optoelektroniske funksjonelle materialer, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences (SIPM, CAS), foreslått en ny ordning basert på bruk av Dy{{ 0}} dopet kvartsglass som et gult lyslasermateriale. stråleindusert mørkning i Dy-dopete silikaglass ved synlige bølgelengder" publisert i Journal of the American Ceramic Society.
For tiden har gult laserlys fra Dy3+-dopede materialer viktige potensielle bruksområder innen Bose-Einstein-kondensering og fotokoagulasjonsterapi. Fluorfibermatriser er mye brukt som hovedmateriale for fibre med synlig forsterkning på grunn av deres lave fonondistribusjon. Imidlertid har optiske fluorfibre begrensninger som dårlig kjemisk stabilitet og mekaniske egenskaper, og tøffe forberedelsesforhold, som vesentlig øker kostnadene og vanskelighetene med fremstillingen. Derimot har kvartsglassmatrise fått rask utvikling på grunn av fordelene med utmerkede fysiske, kjemiske og mekaniske egenskaper og god optisk ytelse, og har vellykket realisert den gule laserutgangen til Dy3+-ioner. Dy3+-dopede kvartsfibre har imidlertid problemet med at foton mørkner under eksitasjonen av blått lys, noe som begrenser den ytterligere forbedringen av utgangseffekten. Derfor har hvordan man kan hemme fotonformørking blitt et sentralt vitenskapelig problem innen lasere med synlig lys.
Forskerteamet foreslår en ny løsning for Dy3+-dopet kvartsglass for å motstå mørkning av foton. Ved å øke P/Al-forholdet, hemmer ordningen dannelsen av defekter som Dy-ionvalorisering og Al-OHC fra glassmatrisen, og reduserer dermed det bestrålingsinduserte absorpsjonstapet dramatisk. I kvartsglass er Al et ofte brukt dispergeringsmiddel for ioner av sjeldne jordarter, som kan forbedre spredningen og løseligheten til ioner av sjeldne jordarter. På grunn av misforholdet mellom valenstilstanden til Al3+ i kvartsglass og matrisen Si, genereres imidlertid defekter som hulromssenteret Al-OHC lett etter å ha absorbert en viss mengde energi (blått lys, ultrafiolett bestråling ). Introduksjonen av P er i stand til å danne valensbalanserte og stabile [PAlO4] strukturelle grupper med Al, noe som hemmer dannelsen av Al-relaterte defekter og dermed forbedrer lysmørkingsmotstanden til Dy-dopet kvartsglass. Dette arbeidet gir nøkkelmateriale og metodestøtte for synlige fiberlasere.
Forskningen ble støttet av National Natural Science Foundation of China og andre programmer.
Fig. 1 Forhøyet P/Al-forhold undertrykker bestrålingsinduserte defekter i kvartsglass
